微软架构师谈编程语言发展之三

Herb：我想，我们有必要在“函数型”编程领域做一个进一步区分，将其划分成两个部分。我非常同意Anders和Erik的意见。我不太同意的是这样的措辞：我们之所以继续使用“命令型”编程语言，是因为这是大家目前所能理解的;通用程序员目前的工作并未取得巨大的成功;市场对于“所有的东西都是表达式，所有的语言都应该是表达式类型的语言”这样的理念已经非常接受了;“函数型”语言是“串行执行”的好药方。我们要想使“函数型”语言运转良好，关键的并不是处理好基本的表达式问题，而是处理好lambda表达式和副作用的问题，关键是能够将表达式作为第一级的编程要素来使用——LINQ也是最近才在做，关键是能够指出lambda表达式和Closure(译者注：函数型编程语言中的一个概念，可以方便地组合函数，返回函数)的副作用。实际上，最后这点目前是缺失的(Anders也附和着：对，对)。这些东西在“命令型”语言中也是要处理的东西。我为什么提这些?因为我觉得说“函数型”语言是方向，目前的“命令型”语言不够好，因此是垃圾，必须要抛在脑后，全面采用“函数型”语言这样的说法不对(译者注：呵呵，对Anders的说法有点急了，毕竟是泡在C++上，对C++有感情的人)。我认为，对于“函数型”语言能够帮助程序员完成哪些工作，目前还不太明了。比如，能够用它写通用代码吗?能够用它系统级代码吗?当然，“函数型”语言有不少我们能够应用的好东西，比如lambda表达式，比如Closure，C#借鉴了，C++也在借鉴，这些语言因此增色不少。关于“函数型”语言还有另一个问题，那就是有两种类型的“函数型”语言，一种是没有副作用的，因此就没有共享的易变的状态的问题;一种是人人都在使用的，对吧(译者注：显然Herb认为“没有副作用”的理想情况是不太可能的)?因为你不太可能说，“瞧，我是完全并发安全的，因为每次我从XX(译者注：听不清)向量中得到一个拷贝，或者我使用XX(译者注：听不清)元素的时候，我都是取得一个拷贝”。确实不错，这里是没有共享的易变的状态，但是是否能够完全并发安全则不一定。

　　Anders：是的。我的意思是，在类似C#或VB这样的“命令型”编程语言中加入“函数型”结构，能给我们提供“以函数型风格”写库的能力，从而我们就能够非常明确地说，如果你能保证传入的lambda表达式是纯粹的函数，我们就能保证正确地把它分散到若干个线程或者CPU上，最后把它综合起来，给你一个正确的结果，我们能够保证代码运行得更快，同时你还不用作任何编码上的修改。如果你在写一个大大的For循环，我们永远都不可能保证做到前面所说的，此时，“函数型”编程能够提供给你的是一系列表达式，再加上“把代码当作参数传递”，“类型推论和泛型编程可以正确地绑定所有的类型”这些特性，这样你就能更方便地编写“可组合的算法块”。

　　Charles：这样一来不就削弱了抽象吗(译者注：Charles可能想的是程序员不需要再关心“可组合性”，语言和运行库应该保证这件事，而现在听起来并非如此)?

　　Herb：呃，我很同意Anders的意见，我想指出的是，当前所有的语言都有意不保证 “没有副作用”。之所以如此的原因是，除非所有的语言都添加一些机制让程序员可以清除副作用，我们这些做语言的人不敢打这个包票。但是，添加这样的机制涉及到众多参加者，大家一起思考、讨论什么是最好的方法的过程会很漫长。我们所做的是相信程序员，因为我们自己不知道。然而，程序员在很多情况下也不知道，因为他写的函数要调用其他的库。这里“可组合性”又浮上水面了，程序员根本不知道他用的库有怎样的副作用。一般说来程序员会再增加一层间接性，但是问题依然存在，没有人能够清楚地知道副作用，除非他拥有涉及到的所有的代码，这就是难题所在。上面这些讨论对“锁”也适用，因为“锁”也是个全局问题，对于“可操作性”是个障碍。

　　Brian：(译者注：在Herb说话的时候已经很着急地想说了几次)在这点上Haskell做得很好，Haskell是“永远没有副作用”的范例。

　　Erik：是的，但做到这点的过程也是痛苦的，因为并非所有的情况都一目了然。一旦你的(库)代码有副作用，而且因此使程序员的代码必须按照某种顺序执行(因为副作用的关系，该程序必须先干某事，再干某事)，某种意义上你在用汇编语言编写东西，因为程序员将不再能用“表达式+表达式”的方式来写代码，他必须决定先对某个表达式求值，再对另一表达式求值，再把值加起来。因此我认为我们在这点上干得还是不够漂亮。

　　Brian：现在，我们在“流库”上有例子。好消息是，我们已经有Haskell向你展示如何以“可行性”方面的代价，换来用绝对纯粹的方式来做事。当然，除Haskell外我们有各种“杂牌”语言。呵呵!

　　(众人均乐)

　　Charles：这是个供研究的语言吗?

　　Brian：是的，我们将它设计为供研究用。

　　Anders：没有纯粹的好或坏，我认为，虽然进展缓慢，我们仍然快到一个令人满意的中间点了。我完全同意说，如果我们确实能够保证函数的纯粹性，生活将会非常美好。最终我们必须要做到。

　　Brian：在研究领域，大概有20多项工作与此有关——契约语言，契约和限制，等等。

　　Erik：但是，不少的副作用也并非坏事，如果我的函数使用了一个局部变量，这就是使用了一个状态，但是，函数本身还是纯粹的。如果你想要完全避免副作用，我觉得会非常困难，一些东西可以是局部不纯粹而整体纯粹的。

　　Herb：回过头，让我们从整体上看看“可组合性”。让我吃惊的一件事是，很多时候，人们甚至都没有意识到这是个问题。他们并没有意识到自己实际上经常碰到这个问题。整个软件工业，整个世界其实已经基于可组合的软件了。在硬件会议上，我经常对硬件公司提到的是(呵呵，通常此时我都是在轰击硬件工业，但是软件业也有同样的问题)：硬件的并发问题被仔细地探索过了，而且，当前消除共享易变状态的最好办法就是“锁”;但是，锁是全局的，是一种全局资源，不能被组合;“被锁”是经常发生的事情，而拥有一个锁时，我还能调用任何其他的未知的代码，这就破坏了“可组合性”。说到这里，有的听者往往一脸茫然：这有什么问题吗?我于是指出，好的，你们是否上网下载别人刚刚发布的，自己喜欢的新软件，比如，某个浏览器，3个插件，然后就用呢?大家回答：是啊。于是我再指出，你们是否意识到了，当你们这样做时，经常地，这些软件都是第一次在最终用户的机器上被组合，被使用?既然如此，你们怎么可能对其进行测试?这时，屋子里有百分之十的人会露出恍然的表情，因为此前他们没有想过这个问题：这些软件是第一次在最终用户的机器上被组合，我们怎么进行测试?正因如此，“可组合性”是更加重要的一个问题。更不用说我们现在有AJAX，应用程序，以及众多的其他插件经常被下载，而且被要求在同一个用户界面中协调工作。

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